Los Sitios de Patrimonio Natural Mundial (WNHS, por sus siglas en inglés), que tienen ecosistemas únicos, paisajes ecológicos y biodiversidad, son el patrimonio común de toda la humanidad. Se ha examinado la trayectoria evolutiva de los servicios ecosistémicos (ES) en el WNHS de Karst entre los años 2000 y 2020, y se han cuantificado las compensaciones y sinergias entre los ES. Esta investigación sirve como un punto de referencia para la utilización racional de los recursos naturales y para la protección del entorno ecológico dentro del WNHS de Karst. El objetivo de esta investigación es evaluar los siguientes ES en el WNHS de Karst, para el período 2000-2020: conservación del agua (WC), conservación del suelo (SC), secuestro de carbono (CS) y calidad del hábitat (HQ). Además, el objetivo de este estudio es examinar la evolución espacio-temporal de estos ES. Se utilizaron el coeficiente de correlación de Spearman y análisis de autocorrelación espacial para determinar las compensaciones y sinergias temporales y espaciales para cada ES. Los resultados de este estudio indican lo siguiente: (1) Entre los años 2000 y 2020, los cambios interanuales en HQ y CS en los WNHS de Shibing y Libo-Huanjiang mostraron un patrón relativamente estable, con una tendencia creciente gradual, y en contraste, los cambios interanuales en WC y SC mostraron mayores fluctuaciones; (2) la distribución de los ES está estrechamente relacionada con los patrones de uso del suelo, y el bosque es el tipo de suelo más crítico de los ES, contribuyendo más a cada ES; (3) la densidad de población está negativamente correlacionada con varios servicios ecosistémicos, mientras que el PIB está positivamente correlacionado con cada servicio ecosistémico; y (4) el WNHS de Karst en el sur de China demuestra una clara y significativa relación sinérgica entre WC y CS. Esta relación se caracteriza principalmente por un fuerte efecto sinérgico. La relación sinérgica entre HQ y WC mostró una tendencia a debilitarse en ambas áreas de estudio. Además, el SC demostró una relación de compensación espacial con HQ, CS y WC.